第7章 TBM设备介绍及维修保养汇总

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表7-1TBM基本参数表（二）

所属部位撑靴系统液压系统脂润滑系统推进系统推进系统项目性能参数形式水平撑靴液压油矿物油或可降解油品主机液压系统功率225kW液压系统额定压力345bar1套推进油缸行程1.82m≥120MPaTBM平均推进速率30mm/min≥80MPaTBM平均推进速率60mm/min输入电压20kV/50Hz主驱动电机690V/3相/50Hz液压和润滑系统电机400V/50HzTBM照明电路220V/50Hz控制系统PLC控制电压24VDC(直流)变压器2×3000kVA＋2000kVA功率因数数据远程控制高压电缆卷筒宽度输送能力湿喷机喷混机械手数量L2区泥浆喷射L2区规格型号功率锚杆直径作业范围锚杆钻机/超前钻机作业内容cosφ>0.9有带300m电缆1400mm1850t/h，相当于5.82m/h钢拱架的安装实现全机械化。安装器是机械式环形梁系统所有的操作都由在防水区和/或带顶盖的液压升降机内的工人完成。MEYCOSuprema,2台2×25m3/h安装配备MeycoSuperemas的2台喷混站，可覆盖360度范围在喷混站后上方提供一台喷射站AtlasCopcoCOP1838。13～15KW22mm，25mm，28mm，32mm该钻机设计为能够覆盖180度岩石钻探作业。每台钻机均可覆盖所有位置。①空心锚杆，能实现中等量的灌浆②泥浆锚杆，能实现灌浆③后入式锚杆(灌浆后插入)④粉末包锚杆5)楔型锚杆锚杆钻有自动更换钻杆和自动进给功能。每台钻机配备一套钻杆和工具(L1钻机可钻30米，L2为12米)。电气系统电气系统主机皮带机钢拱架安装系统钢筋网、钢瓦片安装设备喷锚设备锚杆自动进给

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表7-2后配套基本参数

所属部位项目型式后配套系统最小转弯半径总重量牵引方式转渣皮带机轨道间距后配套台车轨道规格800m1100吨2X液压油缸1双轨900MM43KG/M性能参数台车式、走行于预先铺设的轨道双向交织变道器数量1连续皮带机移动尾翼1紧急发电机型号功率KW型号数量空气压缩机功率KW生产率CM/M风筒仓尺寸软风筒仓容量通风系统辅助风机除尘器形式排风站功率高压电缆卷筒数量容量供水软管卷筒给排水系统排水软管卷筒供水箱排水箱容量转渣皮带机带宽输送能力1号吊机CUMMINSDY-285285ALTLASCOPGA75WWORKPLACE475,4X14.7,4X3m250m93KW,1台干式，1台75kW，2台1每个卷筒300m100m，1件60m，1件10m3，1件10m3，1件1400mm最大工作压力BAR7.5噪音级别dB(A)67软风筒仓提升设备11800t/h起吊能力：5吨；使用范围：从后配套后部(3号台车)到TBM后配套吊机后部机架，行走范围85米两台吊机的起吊能力：3吨；2号吊机使用范围：在2号台2号和3号吊机车和通道之间，行走范围15米；3号吊机使用范围：在5号台车和通道之间，行走范围23米。后配套吊机4号吊机起吊能力：3吨；使用范围：从后配套后部(4号台车)到TBM后部机架，行走范围100米。5号、6号、7号和8起吊能力：1吨；使用范围：桥架下方的轨道摆放区，行走号吊机范围15米。第119页

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7.2连续皮带机介绍

隧洞的连续皮带机安装在隧洞侧壁上，前端移动尾端安装于TBM后配套，皮带桥的延伸安装在TBM后配套尾部和TBM开挖同步完成。皮带机随TBM掘进而逐渐延伸。皮带储存机构每次可储存皮带500m，即可供250m掘进之用。主洞连续皮带机主要功能参数参见表7-3。

表7-3连续皮带机主要性能参数表

项目输送能力皮带速度皮带型号皮带宽度主驱动功率驱动方式辅助驱动功率控制系统皮带储存能力性能参数1800t/h3m/s钢丝绳皮带1200mm1200kW电机驱动1200kW变频控制500m主洞连续皮带机包括变频调频皮带机主驱动装置、辅助驱动、皮带、储带仓、皮带打滑探测装置、回程助力器、移动式尾部装置、皮带机架、支承结构、皮带托辊、皮带接头、控制装置、皮带连接台和硫化设备等，主要技术参数如下：

①类型：槽形皮带；②皮带宽度：1200mm；④输送能力：1800t／h；⑤带速：3.0m／s；

⑥主驱动功率：1200Kw，辅助驱动功率：1200kW。

7.3TBM与连续皮带机的维修保养

TBM集机械、电子、液压等各方面的技术于一体，技术繁杂、结构巨大、各工序包括开挖、支护、出渣、通风、排水同时完成，是工厂化的隧洞生产线。能否充分发挥先进设备的效能、最大限度的满足工程需要，取决于正确的使用、科学的保养、周密的监控和及时的维修。

本工程中TBM施工段落长，施工强度大，设备能力要求高，因此保证TBM的有效利用率将是本工程施工的关键。由于TBM为发包人购买设备，我们将在TBM的使用过程中充分借鉴国内外TBM施工管理经验，结合以往使用TBM的管理与维修保养经验，

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通过TBM供货商的现场技术培训和安装示范实践，结合供货商提供的技术文件，不断总结和归纳维修保养的成功经验，根据现场实情、设备状况和人员素质的不同，加以优化、改进、提高，形成一套TBM与连续皮带机的管理与维修保养模式，以程序文件的形式分工班执行。

7.3.1维修保养的指导思想与原则7.3.1.1维修保养指导思想

“以保障设备的功能为前提，以保证施工进度为目标，使维修保养、施工作业规范、程序化。〞为在本工程中使用TBM的基本指导思想。

7.3.1.2维修保养的原则

(1)掘进施工与维修保养并重

采用TBM施工必需以良好的TBM状态为前提，根据地质条件、施工实际合理操控、合理组织，才能顺利达到这一目标。即必需树立掘进施工与维修保养并重的观念。

我们将在本工程TBM施工中采用二个掘进工班和一个整备工班的组织模式，采用9-9-6的作业班制，整备工作时间为6小时，其主要任务是TBM设备的维修保养。

(2)全员参与

TBM与连续皮带机维修保养和状态监测的规范化实施，除设备维修保养部门外，还要让各级决策者(含各工班长)和执行者(操作使用、维护保养人员)都了解维修保养和状态监测的意义、本岗位对设备维护、保养应尽的责任、义务及技术要求，积极参与并切实贯彻执行，实现TBM状况的持续良好。

(3)加强保养

从保养技术措施上，抓住影响设备寿命的关键问题，充分发挥状态监测的作用，以油、液管理为重点，坚持油液超精细过滤；吸取设备管理先进企业的经验，以“清洁、清洁、再清洁〞，“保养、保养、再保养〞为原则，加强保养观念。

(4)迅速维修

为保证设备状态持续完好，必需根据TBM操作、保养以及状态监测的信息，综合分析，及时确凿地判断故障部位、性质以及原因，确定维修方案，在最短的时间内实施维修，并且尽量减少维修时间、降低维修成本。

7.3.2TBM设备管理机构及职责

针对本工程采用的TBM设备，我们建立了一个系统化的TBM设备管理体系，制定

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《TBM掘进机管理方法》、《TBM安全操作规程》、《TBM维修保养规程》、《TBM状态监测管理细则》、《TBM故障诊断操作规程》等一系列完整的规章制度，并将落到实处。

7.3.2.1组织机构

我们针对TBM的维修保养将组建一支合理规模、效率高、维修技术精良的专业化队伍。维修保养工作由TBM副经理全面负责，由机电总工、技术室机电工程师、各掘进工班长和整备工班长、专业工程师(机械、液压、电气、监测)、各工位负责人和熟练技工组成专业的维修保养队伍。

TBM维修保养的组织机构见图7-1。

图7-1TBM与连续皮带机维修保养组织机构框图

内业组状态监测组TBM组连续皮带机组TBM技术室掘进一工班掘进二工班整备工班专家组维修保养领导小组组长：项目经理副组长：TBM副经理7.3.2.2维修保养机构的职责

TBM维修保养各机构的职能职责如表7-4所示。

7.3.3TBM设备管理制度

在以往的TBM施工过程中，我们建立了一系列的设备使用管理制度，包括：《“三好〞、“四会〞和“五项纪律〞》、《人员培训制度》、《全员管理制度》、《操作人员岗位责任制》、《备品配件供应管理制度》、《技术革新管理制度》、《设备管理奖惩制度》等。我们将在本工程的施工过程中进一步实施完善。

主要内容如下表7-5所示。

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表7-4维修保养组织机构职能职责一览表

机构名称人员组成维修保养职能职责全面负责TBM与连续皮带机的使用、管理、维修和保养；项目经理、TBM副经理、建立健全维修保养组织机构及各种规章制度；定期主持领导小组设备物资部长、财务部长召开维修保养工作会；领导技术培训、引进新技术和检等测新方法、开展岗位练兵和相应的考核等工作。利用自己的知识，根据设备状况，结合工程实际，为维专家组修保养的决策提供看法和方案，特别是协助解决维修保养中出现的重大问题全面协同维护保养领导小组的工作；负责各种规章制度的制定、督促落实；各类考核的组织实施；维修保养会技术室主任、状态监测与议的组织；技术培训、引进新技术和监测新方法的具体TBM技术室故障诊断专业工程师、内落实；掘进施工、维修保养各种资料文件的汇总整理与业整理人员分析；状态监测的实施；为整备班和掘进班提供技术支持与服务；负责设备技术方面的内外联络；汇总配件需求计划并报设备物资部落实；总结分析配件消耗规律。维修保养工作执行的主要力量，完成绝大部分的维修保机、电、液工程师，清洁、整备班养、状态监测等工作，并在必要时协同掘进工班完成维润滑、故障排除人员修工作；上报配件需求计划，摸索配件消耗规律。掘进过程中设备状况的巡查与实时监控；保持设备清掘进班掘进工班全体人员洁；掘进中故障的排除；掘进数据的收集上报；向整备班报告设备运转过程中的状况与问题；国内外TBM专家(包括业主与监理相关专家)7.3.4TBM与连续皮带机的状态监测及维护保养

TBM的维护保养工作主要在整备时间完成，可分为前期控制、运行维护和事后维修三类。前期控制是指对如主轴承、电机、轴承密封、液压泵站系统等重点部件的运行状态进行分项目监测。运行维护是指在掘进机使用过程中的周期性的维护保养。事后维修指当故障发生后及时地修复。其中状态监测对检测人员及检测设备要求较高，主要由技术室负责完成。

7.3.4.1状态监测7.3.4.1.1状态监测目的

设备在使用过程中，要保持其良好的性能，不发生故障，需要预计出可能发生故障的部件，在它即将发生故障之前进行更换。

为了确凿把握TBM及连续皮带机的运行状况，需对其相关参数进行不休止的监测，摸索重要部件的磨损规律、消耗规律，判断异常状况的发生时段或预计即将出现的故障，以做出正确决策；及时维护保养、提前预防，防患于未然，确保设备状况良好，进一步提高TBM及连续皮带机的使用效率。

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表7-5设备管理制度简述

设备管理制度简要说明“三好〞管好设备、用好设备、修好设备“四会〞会使用、会保养、会检查、会排除故障“五项纪律〞(1)凭证使用设备，遵守安全使用规程；(2)保持设备清洁，并按规定加油；(3)遵守设备的交接班制度；(4)管好工具、附件，不得遗失；(5)发现异常，马上停车。技术培训制度(1)岗前培训。包括安全培训、TBM技术知识培训、操作培训、生产制度培训；(2)组装中的培训。一是设备供应商进行的现场培训，二是内部专家开展的现场培训，两方面有机结合；(3)试掘进期间的培训。主要由设备供应商的人员进行操作指导，同时完成对项目技术人员的培训工作。日常学习制度坚持学习经常化、学习工作化，在工作中学习，在学习中工作。知识与技能不断更新，更好的为发挥TBM的先进性能服务。定人定岗定人、定机和凭证使用设备，不允许无证人员单独使用设备，保持操作、维修和管理人员的相对稳定，既要管好、用好设备，又要充分发挥设备的先进性能。专人专责与群专人专责，能使工作落到实处；群体参与便于相互支持、相互督促，避免人体参与相结合为过错。让操作人员参与TBM设备管理，我们要从长期以来行之有效的群众参与设备管理的实践中挖掘和整理出符合本工程实际状况的设备管理方法和措施，不断提高TBM管理、操作人员的素质才能，保证设备检修的质量和生产效益。方案报批制度(1)TBM设备安全操作规程、维修保养规程等，必需经建立人批准后实施；(2)实现向监理人提交维护保养与维修计划，实施后向建立人报告结果；(3)对设备的重要保养及修理，应严格按监理人的要求做好记录，当监理人验收签字后设备才能重新启用；(4)未经监理人书面同意，不得在设备上任意拆换、增设任何零部件或设施。重大问题遵从在合同实施期间，如监理人认为有必要，提出对TBM设备进行大修理、技术监理指示改造、系统设备及配件更新、更换(简称“系统维护〞)等，我们将严格依照监理人的指示进行系统维护工作。日常维护与计加强设备的日常维护保养、安全和污染防护工作十分重要，走日常维护与计划检修相结合划检修相结合的道路，以保证安全生产和降低设备的维修费用，保证设备状况持续良好。交接班制度TBM施工过程中，严格执行交接班制度，交班人须把设备运行中发现的问题，详细记录在“交接班记录薄〞上，并主动向接班人介绍设备运行状况，双方当面检查，交接完毕在记录薄上签字。资料积累与上(1)TBM设备配套各种资料的保存，严格依照监理人的指示进行保护，需要日报制度常使用可考虑复印、翻译等方式。(2)做好TBM设备运行、维护保养、更换备品配件的记录与统计，并在每个月底前报送监理人。评比机制以设备管理、计划检修、合理使用、正确润滑、认真维护等为主要内容。采取季评比、年总结。7.3.4.1.2监测对象

根据设备的重要程度和系统故障对工程的影响程度，确定监测系统以主机为主，重点是主机部分的大轴承、电机、轴承密封、液压系统、润滑系统和变速机构。其余

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液压泵站和辅助设备则根据需要，有选择地进行分项目监测。

7.3.4.1.3监测项目

主要监测项目为运动部件润滑油样的光谱分析、铁谱分析和污染度分析；传感器的检测；内窥镜监测等。

油样的光谱分析、铁谱分析和污染度分析，可以了解进入润滑油中磨损产物的种类、磨损颗粒的形貌、尺寸、含量，并由此判断机械磨损的严重程度；通过油液理化指标的化验，可以得知油液的劣化状况，由油质的变化推断故障的某些诱因；同时根据按需维修、按需保养的要求，及时更换变质的油液并延长正常油液的使用时间。

通过各种传感器的检测，可以实时监测各运动部件的运转参数和运动状态；位移、压力、温度、流量、油位、压差、转速等参数对故障诊断有直接和间接的参考作用。此外，借助于内窥镜，可以免于拆卸，直接观测到部件内部零件的损伤状况。

7.3.4.1.4状态监测方法

在本工程中，我们将采用如下监测方法：(1)振动监测

利用振动信号通过各种动态测试仪器拾取、记录和分析动态信号，是进行系统状态监测和故障诊断的主要途径。。

(2)声学监测

采用噪声监测技术、超声波检测技术和声发射技术检测运动部件的状态。(3)温度监测

利用接触和非接触的方式测温度不仅便利、直接，而且检测投入较少，适用范围很广，比较有效。

(4)红外测温监测

利用红外热辐射温度计和红外热成像装置进行系统状态监测和故障诊断得到了迅速发展和应用。实现了把景物的不可见热图象转变为可见图象。

(5)无损检测

无损检测是对材料和零部件进行非破坏性检测，以期发现表面和内部缺陷。(6)工业内窥镜

利用内窥镜对不宜拆检或不便于拆检的犄角旮旯，预留监视孔进行镜检，可以直观地观测内部各元件的磨损状况。

(7)油样分析技术

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油液中携带着来自磨损表面的磨损碎屑，因此油液分析应当不仅能够测定润滑油或液压油的状态，而且能够据此推测设备的磨损状态。对油液的分析应尽量全面，较全面的油液分析方法应当包括磨损金属/微粒分析；理化性能分析；粘度测定等。

磨损分析目前使用的方法有直接检测法、磨屑收集法、取样分析法。其中取样分析法包括光谱分析、铁谱分析、扫描电镜、颗粒计数法、离心法。

(8)综合利用各种监测手段与方法

将上述各种监测方法与手段有机地结合起来，监测结果相互支持、相互印证，利用长期跟踪监测获得的大量油液测试数据，用趋势分析、数理统计以及模糊聚类分析等方法，就能找到TBM各运行阶段的磨损规律，从而为故障诊断提供强有力的依据。

7.3.4.1.5TBM重要部位监测方法

(1)主轴承监测方法

根据主轴承监测难点及振动监测影响因素的考虑，针对施工现场的实际条件，将选用下面六项联合监测方案：

①对润滑系统实施监测，确保良好的润滑；②通过油液磨损分析，监测轴承磨损状况；③通过振动信号监测轴承元件的损坏；

④定期检测轴承的轴向间隙，判定轴承磨损程度；⑤用工业内窥镜，定期观测轴承内部各元件的磨损状况；

⑥通过内置的电涡流传感器和地面站，定期监测轴承滚子、滚道的损伤。(2)主轴承密封监测方法

主轴承密封是保证主轴承正常运转的关键，密封破坏，水和灰尘进入或润滑油外泄，会造成主轴承的腐蚀和磨料磨损。对于密封损坏的现场监测，可行的手段是油液分析和外漏观测。

①目视迷宫密封液体滚动状况；定期开启滤清器上盖，检查密封材料是否混入；②通过油质分析，监测灰尘、水侵入状况定期进行油质分析，密切监测油中灰尘和水的含量，间接监测密封状况。

③每月取油样外送作光谱、铁谱分析。主轴承监测状态分项方法见图7-2。(3)液压系统(含润滑系统)监测方法

TBM液压系统巨大，特别控制油路众多。液压系统的检测方法寻常有油质分析、

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油样磨损分析、温度、流量、压力、转速等项目。采用一般检查与重点检查结合的方式，便于测试的各类参数普遍检测一次，针对长期使用、可能存在故障隐患、需要检查的重要元件，辅以多种检测手段进行重点诊断。图7-2主轴承分项状态监测方法

①对液压油油位、油温、油质、滤清器堵塞实施监测；

②通过油液磨损分析，监测液压系统磨损状况，包括理化指标、清洁度、直读式铁谱、分析式铁谱和光谱分析；

③测量主要回路关键点参数，与各回路标称参数比较判断各液压元件的状况。(4)齿轮箱监测方法

大齿圈和变速机构的工作状况与主轴承相像，检测方法采用以振动、油质、油液磨损、温度、油位检查结合的方法。此外，还应定期用工业内窥镜，观测大齿圈的表面磨损状况。

(5)变频电机监测方法

变频电机通过振动频谱分析监测轴承状况，同时辅以温度和电气绝缘等参数监控。

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油样分析油润滑部分整备时间清理油润滑系统中的杂质整备时间检查轴承内外密封的出脂状况密封系统液压油样分析主轴承维修保养脂密封部分检查脂密封系统脉冲传感器工作状态运行脂密封系统、直到将内外密封内的石渣排出电涡流检测轴承滚道、滚柱工业内窥镜监测

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(6)其它监测方法

根据掘进施工的需要，对有可能影响工程进度的结构件损伤、磨损、锈蚀、裂纹等，进行损伤检查，如主梁缜密表面、主推进油缸、撑靴油缸、刀盘等。此外，还有电气件的绝缘、老化，密封材料、橡胶材料的老化检查。

(7)连续皮带机状态监测①监测项目

在连续皮带系统中重点部件可分为：动力系统、变速箱、联轴器、轴承、皮带托滚等；重点部位在皮带的驱动端(中间辅助驱动)及两条皮带的交接处。

②监测方法

根据以往的掘进经验，皮带的驱动系统故障多发生在变速箱、连轴器等机械部件上，掘进时当班的机械工程师应注意观测，交接时做好记录。

在主驱动和皮带末端，两皮带表面往往存在一定落差，石渣呈不规则运动状态；应在主驱动及皮带末端加装摄像机，可根据需要自行增减，同时可监测皮带与主从滚之间是否夹渣。

7.3.4.2TBM设备维护保养7.3.4.2.1TBM主要部件的维护保养

(1)刀盘

每天检查所有螺纹的紧固(包括刀盘盖板螺栓、铲斗固定螺栓、喷水管接头螺母)、刮渣器耐磨板和铲斗磨损件的状况；喷水嘴的喷水效果；为安全起见，也应检查扶梯是否裂纹或脱落。

(2)主轴承

主轴承运转状况的优劣不但对TBM工作寿命的影响很大，而且一旦出现异常，由此造成的工期和经济损失是难以弥补的。因此，对于轴承组件的维护保养内容，主要在于对轴承润滑状况、密封状况的严密监测，对润滑油液的油质分析、磨损分析、以及对轴承滚子和滚道的内窥镜观测、电涡流监测。

(3)液压与润滑系统

为了解TBM液压系统与润滑系统工作状态和可靠性的变化状况，并对各元件的工作寿命作出预计，在不影响工程进度、现场许可且保证精度的前提下，进行液压与润滑系统性能参数和液压元件主要参数的不解体检查。

①检查对象

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液压与润滑系统的检查对象包括回路检查与原件检查。②检查方式

采用一般检查与重点检查结合的方式，便于测试的各类参数普遍检测一次，针对长期使用、可能存在故障隐患、需要检查的重要元件，以多种检测手段进行重点诊断。

③部件检查项目和内容见图7-3。

图7-3液压系统部件检查分项图

(4)电气系统

以主驱动电机和配电柜作为主要的检查对象，分别制定相应的检查措施。同时在

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检查压力表，输出压力及管路振动、发热心况液压泵噪声、温度检查，校验液压泵效率检查动作冲击和响应速度；弹簧动作；导线连接电磁阀管路、密封；检查回路噪声和振动外部漏损；动作状态液压系统液压油缸活塞杆外表伤痕；测活塞杆伸缩速度冷却能力检查冷却器外形、腐蚀、铆接松动和连接密封供油压力、背压、转速、控制阀状态液压马达检查油质；检查运转声音；检查部件发热心况雅砻江锦屏二级水电站东端1#、2#引水隧洞工程实施性施工组织设计

施工过程中实时检查各电缆的破损和接头的状态。见图7-4电气系统维修保养检查图。

电气系统图7-4电气系统维护保养分项图

(5)变速箱

本工程所用TBM主驱动变速箱为油润滑，其维护保养内容如下：①油位检查

每班检查润滑油面高度，油面高度的观测必需等待足够时间直到油均匀流到各个部位，变速机构中止时才能通过透明玻璃观测。

②油品检查

每两个月从变速箱中随机选一个，旋开放油螺钉，此后孔内深入油腔抽取200ml油样，用于污染度、理化指标、铁谱和光谱分析；当变速箱油位低于最小值时，及时补充新油，并加到规定要求的高度。

③振动检查

每班检查变速箱体温度和振动状况、运转是否平稳、是否有渗漏。可能的状况下，利用噪声计测量机构的噪声水平；平日加强传统感觉诊断。

(6)皮带机

皮带机的维护每天进行，包括驱动端和从动端的轴承润滑，其润滑脂必需保质保

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检查电机冷却系统的脏污与积尘主驱动电机检测轴承温度和噪声；必要时更换轴承。检查接线盒与电缆端子、绝缘子接线盒与电缆接头检查电缆进口密封套密封电缆的接线盒接地并查螺栓的紧固程度定期清理配电柜内的灰尘配电柜检查各接触器工作状态，更换损坏接触器雅砻江锦屏二级水电站东端1#、2#引水隧洞工程实施性施工组织设计

量的注满，皮带辊子的检查随时进行，发现损坏的辊子必需马上更换。每班停机时及时清理皮带夹层和滚筒之间散落的石渣，主机主梁内的皮带机底部的积渣定期清理，保证主机皮带机的正常运行。

(7)支护设备

TBM支护设备主要由钢拱架安装设备、钢瓦片安装器、锚杆钻机、超前钻机、喷混设备、注浆设备、材料运输设备等组成。设备的使用频率高、工作条件恶劣，设备维修保养对设备的正常运行至关重要。设备保养主要分为以下方面检查，见图7-5。

支护设备检查钢瓦片安装设备检查抓取机构检查操作系统检查大齿圈旋转机构检查移动平台轨道检查钢拱安装设备检查操作系统检查齿圈旋转机构检查钻机设备检查水、气、油路检查链条、行走轨道检查冲击机构压力检查钻机紧固螺钉的检查大车行走机构检查喷混管路清理检查机械手行走轨道检查机械手执行部件检查喷混凝土设备检查图7-5支护设备维护分项图

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在进行以上三项主要支护设备检查的同时，对钢筋网安装器、材料吊机等分项设备的运行状况进行必要的检查。

类似工程施工中总结的部分维修例如见表7-6。

表7-6TBM故障诊断与维修例如（一）

系统故障表现可能原因解决方法泵的吸管截止阀被关闭开启阀门油箱油量不足。这种状况会立刻关闭泵。补充适量的液压油导致泵的空吸并产生噪音。泵和马达的连接松脱检查并修理或更换转向不对(1)泵不供油液压油粘度过高吸管滤网或管线堵塞。变量泵行程设置不当泵的内部损坏泵不供油输出管未接好(2)泵不产生压力立刻关闭泵。将驱动马达翻转两圈改变油的等级或在启动泵之前预热液压油。检查吸管是否通畅，如通畅，排空并请洗油箱和滤网，再注入新油。调整泵的设置拆下分解，更换损坏的零件检查软管，更换损坏零件系统中有一个或多个换向确定阀在系统中的位置，检查阀处阀将液流直接引回油箱。于正确位置并能正常工作。安全阀压力设置太低或失效确定影响系统的安全阀，并正确设置，如有需要，进行修理或更换。拆下分解，更换损坏的零件立刻关闭泵。补充适量的液压油立刻关闭泵。检查输入管连接，夹紧，修理或更换零件。确认进口开关阀处于开的位置。确保进口油路无堵塞。更换呼吸器立刻关闭泵。将驱动马达翻转两圈拆下分解，更换损坏的零件用测试仪器检查泵的输出检查支撑系统压力，压力设置应稍低于安全阀的设置。确定皮带机的速度是否正常，假使正常，检查低速开关是否正常检查运行压力。关闭刀盘和皮带机，检查是否有什么阻碍。检查运行压力和张紧油缸压力确保阀门正常，检查泵的输出拆下泵检查内部，修理或更换损坏的零件。液压系统泵的内部损坏油泵空吸。吸管渗漏导致油泵空吸。(3)运行有噪音进口堵塞呼吸器堵塞泵的转向不对泵的内部损坏高压泵过多的打滑压力补偿器没调整好或发生了故障(高压支撑系统)低速开关设置不正确或发生了故障。皮带机由于负载过重或受到阻碍。皮带太紧液压驱动所需的液流不足液压马达被内部旁路(5)油温过高(6)主机的皮带机运行太慢

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表7-6TBM故障诊断与维修例如（二）

系统故障表现可能原因断路器处于关闭状态润滑油流量或压力不够润滑油流量开关设置不正确或发生故障(7)刀盘驱动无法启动支撑压力低于压力开关设置支撑压力开关设置不正确或发生故障使用了微动系统断路器处于关闭状态。(8)液压油驱动马达或润滑油驱动马达无法启动油量不足浮动开关设置不正确或功能障碍。马达启动过载，跳闸密封润滑泵电路故障(9)密封润滑油给料器发生故障指示灯不正常。给料器开关失常。解决方法开启断路器校正流量和压力检查该开关和连接使用高压支撑系统伸展支撑检查压力设置，如正常，检查电路关闭微动系统开启断路器。补充适量的油调整开关设置和运行重启电路，假使不是跳闸问题，检查电路故障。进行电路检查。解决给料器的运行故障在此状况下不要继续操作，否则会损坏设备。检查电路和开关。水阀没开。(10)刀盘转动时没水或水量很少。过滤器堵塞。电磁控制阀故障。喷嘴堵塞。开启供水系统的水阀。拆下清洗并重新安装。进行电路检查。清洗喷嘴。液压系统7.3.4.2.2连续皮带机保养

长距离的连续皮带机出渣对系统的性能及利用率提出了很高的要求；为了提高其利用率，必需对皮带进行定期和不定期的维修保养。

(1)驱动装置

①变速机构的监测：变速机构监测的主要手段是每班检查润滑油高度、变速箱体温度和震动状况，运转是否平衡，是否有漏油现象；定期抽取油样做检测，根据油液的劣化状况及时按需换油。

②驱动滚的保养：每日安排专人检查及清理皮带与驱动滚之间是否夹渣，防止皮带划伤。定期检查驱动滚筒的磨损状况，如发现滚筒磨损要及时的更换维修。

③电机：运转前向电机前后部轴承润滑黄油嘴处加注20g专用润滑脂并做好记录；

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以后应每工作3000小时加注一次；严格做好电机的防水防尘工作。

(2)张紧机构

张紧机构安装在皮带储存机构的附近，便利进行皮带的硫化延长。张紧机构的张紧程度由程序设定，在皮带运行时自动根据皮带的延伸调整张紧皮带。对该机构的运行状况要在整备时间进行调试，确保皮带运行时张紧机构正确工作。同时对其驱动装置、钢丝绳的状况进行检查保养。

(3)皮带存储机构

①存储机构利用多层回转机构储存皮带，在整备和运行时检查每层皮带的回转机构及其松紧度，确保其回转轮的自由转动。

②对各位置的黄油嘴加注润滑脂，对皮带存储器中的碎石、落渣作全面清理。③回转机构在皮带延伸时要在储存装置内部移动，所以要在整备时间内检查移动装置的功能，对该装置中的润滑部位加注润滑脂、对移动装置的钢丝绳进行检查，确保该机构能够正常的运行。

(4)皮带驱动系统的维修和保养

轴承、变速箱、连轴器等机械部件是皮带驱动系统中易发生故障的部件，连续皮带机工作时，当班的机械工程师应注意观测，发现任何异常响动或震动时应及时检查、处理。

变速机构监测的主要是：

每班检查润滑油高度、变速箱体温度和震动状况，运转是否平衡，是否有漏油现象；定期抽取油样做检测，根据油液的状况及时按需换油。

每日整备时应安排专人检查及清理皮带与主动滚之间的夹渣，防止皮带的划伤；若发现皮带有明显的跑偏现象，应马上检查皮带滚的运行状况并根据跑偏的状况进行调整。同时对各个皮带的转折部位重点监测，确定转折位置皮带滚的功能状况。

主动滚筒的保养：每日安排专人检查及清理皮带与主动滚之间的夹渣，防止皮带划伤。定期检查驱动滚筒的磨损状况，如发现滚筒磨损要及时的更换维修，避免对皮带的运行造成

运转前向电机前后部黄油嘴处加注20g润滑脂并做好记录；以后应每3000小时加注一次；严格做好电机的防水防尘工作。其余按变频电机的相关保养程序进行。

(5)皮带表面及关键部位的维修与保养

①连续皮带机的表面损伤主要是落石砸伤表面和杂物划伤；对表面损伤的处理主要是在整备时完成；不涉及皮带内部钢丝的损伤可采用挖空粘补法；即剥除砸伤部分

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并进行可靠清理，然后用氯丁胶或同种材质的橡胶粘补。

对于皮带表面的较为严重的损伤应采热补法来处理；即清理损伤表面后，将钢丝接好用小型硫化设备对皮带表面从新硫化处理。具体流程如图7-6所示：

投入使用空转皮带机复查挖空粘补法热补法确定维修部位表面全面检查图7-6皮带表面维护流程图

②在石渣运行落差较大处应加装钢筋骨架和橡胶挡板，并定期检查。

③连续皮带机运转过程中皮带机操作人员应密切注意皮带的压力变化状况，一旦发现异常应及时停机并与工班长及专业工程师取得联系。

④皮带托滚的检查

不同保养周期TBM及连续皮带机保养措施见附表7-1所示。

7.3.4.3掘进过程中的故障处理流程

TBM在掘进时部分设备会有故障发生，需要及时有效的处理，以保证掘进施工的正常进行。这种状况发生时我们将采取以下步骤完成故障的处理工作，具体流程如图7-7所示。

7.3.4.4故障诊断专家系统

建立并应用故障诊断专家系统是更好的使用和管理TBM的有效途径，我们在以往使用TBM的过程中已经建立并使用类似的专家系统，在本工程使用TBM的过程中，我们将结合相关的高等院校针对本工程使用的TBM建立相应的故障诊断系统，并将其应用在本工程中。

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确定解决方案发现异常故障初步分析一般故障工班长协调重大故障领导小组协调确定解决方案解决故障恢复运行复查并录入数据库图7-7TBM故障维修流程图

根据施工中TBM使用、管理、维修的具体状况，专家系统软件的总体目标是：利用人工智能的理论和方法，把现场大量长期从事TBM机电液系统使用、维修、故障诊断专业技术人员(即领域专家)的经验和知识系统化，通过计算机专业人员(即知识专家)借助于专家系统工具开发出实用性强、人机界面友好的TBM故障诊断专家系统，见图7-8。

对该系统的要求包括：

①系统应能反映TBM掘进机故障诊断技术的先进方法和先进成果，集监测数据库管理、故障诊断推理、维修方案等功能于一身。

②系统能对诊断设备渐进型的故障做出提前预报，对突发型的故障能迅速诊断故障部位，以便提高设备的完好率及利用率。

③系统具有先进性、可维护性、安全性、实用性和可扩展性，并符合软件工程设计要求。

④人机界面友好，操作便利，在Windows环境下运行。

7.3.5刀具的检查和更换

本工程所用TBM共有78把刀具。掘进过程中由于受围岩条件、刀具的布置、掘进参数、机械状况和司机的操作习惯等多种因素的影响，每把刀的使用寿命迥然不同；

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即使同一部位的刀具，也无法预计出确切的寿命；而且随着机械的猛烈振动和掘进推力的急剧变化，即使是新换的刀具，时常会出现预想不到的挡圈脱落、刀刃崩落、偏磨、刀圈移位、密封漏油和轴承破损等非正常损伤。

形成分析报告数据库管理系统产生分析结果产生诊断结果知识库管理系统数据库各种数据处理对象推理机知识库数据输入图7-8TBM故障诊断专家系统流程图

基于此，必需在每个整备工班期间，根据TBM供货商的刀具检查技术文件，细心查验刀具的损伤状况，逐个测量并详细观测刀具磨损是否过限、刀具螺栓是否松动或脱落，严格遵从刀具更换的规范要求，逐步摸索刀具磨损规律，有计划地科学更换刀具，厉行俭约。

刀具检查与维修依照《刀具检查与维修规程》进行。刀具检查维修过程的重点环节为：确定维修项目、刀具解体时检查、轴承的检查及更换、滑动密封的检查与更换。

7.3.5.1刀具检查总体要求

(1)依照总结的TBM掘进施工刀具磨损规律，按规定在掘进的间隙和整备时间对刀盘上的刀具进行检查。

(2)通过对刀具的检查，分析刀具状态的变化和损坏形式，从中可以看出刀具安装存在的问题、地质变化和TBM操作等因素对刀具损坏的影响，及时提出分析看法，以指导TBM施工。

7.3.5.2刀具更换的原则

(1)出现以下状况的刀具必需进行更换。①刀具达到磨损极限前必需更换。

当边刀磨损过大时，可能造成开挖洞径变小造成刀盘刮渣板损坏和刀盘的过度磨

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损甚至卡住刀盘。正滚刀出现过度磨损后会导致滚刀的承载过度和刀盘的推力过大。均会导致TBM施工不能正常进行。

②相邻刀具之间的磨损程度相差过大。

刀盘上安装的刀具在相邻位置假使磨损程度相差过大，将会导致磨损量较小的刀具相对相邻刀具突出，其承载的推力和扭矩可能会超过刀具的承载能力，导致刀具轴承因承载力过大出现非正常损坏从而导致刀具失效。

③轴承失效

刀具轴承保证刀具正常工作时进行自身的旋转，若轴承失效，刀具不能进行自身的旋转，将出现刀圈偏磨、刀具无法正常工作的现象。

④漏油、漏脂

刀具密封损坏后泄漏的油、脂为刀具轴承的润滑油、脂，油、脂一旦泄漏将导致轴承失去润滑而抱死。

7.3.5.3不同位置刀具的安装要求